LNG点供专项方案.doc

LNG供气项目介绍
一、 LNG介绍
LNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然气英文缩写。LNG是经过在常压下气态天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。液化后天然气其体积大大降低，约为0℃、1个大气压时天然气体积1/600，也就是说1立方米LNG气化后可得600立方米天然气。天然气液化后能够大大节省储运空间和成本，而且含有热值大、燃点高、安全性能强、清洁性好等特点。LNG无色无味，关键成份是甲烷，极少有其它杂质，是一个很清洁能源。其液体密度约426kg/m3 ,此时气体密度约1.5 kg/m3.爆炸极限为5%-15%（体积%），燃点约450℃。

图1 LNG成份占比

二、 LNG供气优势
1、 低温、气液膨胀比大、能效高易于运输和储存。
2、 1标准立方米天然气热质约为8500大卡，1吨LNG可产生1350标准立方米天然气。
3、 安全性能高—由LNG优良理化性质决定，气化后比空气轻，无色、无嗅、无毒。燃点较高：自燃温度约为450℃；爆炸极限范围较窄：5%－15%；轻于空气、易于扩散。
4、 LNG燃烧后基础上不产生污染。
5、 LNG供给可靠性，由整个链系协议和运作得到确保LNG安全性是经过在设计、建设及生产过程中，严格地实施一系列国际标准基础上得到充足确保。LNG运行至今30年，未发生过恶性事故。三、LNG供气工艺步骤
LNG气化供气是指含有将槽车或槽船运输LNG进行卸气、储存、气化、调压、计量和加臭，常见于无法使用管道气供气用户。
自增压气化器
自增压气化器
BOG回收
气化器
调 压 装 置
用户
气化器
LNG储罐
加热器
计量、加臭装置
LNG槽车

图2 LNG气化工艺步骤

LNG气化供气是下游LNG应用时采取关键模式，关键作用是储存、气化LNG。它包含卸车台、低温储罐、增压系统、气化系统及调压、计量和加臭系统。下边介绍LNG气化卸车工艺、储罐自增压工艺、气化加热工艺、BOG、EAG工艺及LNG储罐。
1、LNG卸车工艺
LNG经过公路槽车或罐式集装箱车从LNG液化工厂、海运接收终端运抵用气城市LNG气化站，经过汽车衡称重计量。用金属软管将槽车和卸车台对应管线连接，利用站内卸车增压气化器给槽车进行增压，使槽车和LNG储罐之间形成一定压差，利用此压差将槽车中LNG卸入气化站储罐内。卸车结束时，经过卸车台气相（BOG）管道回收槽车中气相天然气。
卸车时，为预防LNG储罐内压力升高而影响卸车速度，采取不一样卸车方法。当槽车中LNG温度低于储罐中LNG温度时，采取上进液方法。槽车中低温LNG经过储罐上进液管喷嘴以喷淋状态进入储罐，将部分气体冷却为液体而降低罐内压力，使卸车得以顺利进行。若槽车中LNG温度高于储罐中LNG温度时，采取下进液方法，高温LNG由下进液口进入储罐，和罐内低温LNG混合而降温，避免高温LNG由上进液口进入罐内蒸发而升高罐内压力造成卸车困难。
实际操作中，因为现在LNG气源地距用气城市较远，长途运输抵达用气城市时，槽车内LNG温度通常高于气化站储罐中LNG温度，所以采取下进液方法。

图3增压卸车工艺步骤

2、储罐自动增压工艺
伴随储罐内LNG不停流出到气化器，罐内压力不停降低，LNG出罐速度逐步变慢直至停止。所以，正常供气操作中必需不停向储罐补充气体，将罐内压力维持在一定范围内，才能使LNG气化过程连续下去。储罐增压是利用自动增压调整阀和自增压空温式气化器实现。当储罐内压力低于自动增压阀设定开启值时，自动增压阀打开，储罐内LNG靠液位差流入自增压空温式气化器，在自增压空温式气化器中LNG经过和空气换热气化成气态天然气，然后气态天然气流入储罐内，将储罐内压力升至所需工作压力。在自增压过程中伴随气态天然气不停流入，储罐压力不停升高，当压力升高到自动增压调整阀关闭压力时,自动增压阀关闭，增压过程结束。伴随气化过程连续进行，当储罐内压力又低于增压阀设定开启压力时，自动增压阀打开，开始新一轮增压。
3、LNG气化和加热工艺
气化装置是LNG供气系统向外界供气关键装置，设计中我们通常采取空温式气化器，其气化能力宜为用气城镇高峰小时计算流量I.3～1.5倍，不少于2台，而且应有1台备用。当环境温度较低时，空温式气化器出口天然气温度低于5℃时，应将出口天然气进行二次加热，以确保整个供气正常运行。通常天然气加热器采取水浴式加热器。

图4 气化器 加热器
4、自然蒸发工艺
BOG是英文B0il Off Gas缩写，即自然蒸发天然气。BOG关键起源于LNG槽车回气和储罐天天0.3%自然气化。现在常见槽车容积为40m3，回收BOG时间根据30min计算，卸完LNG槽车内气相压力约0.55MPa，依据末端天然气压力不一样，回收BOG后槽车内压力也不一样，通常能够根据0.2MPa计算。回收槽车回气需要BOG加热器流量为280m3/h，加LNG储罐自然蒸发量，则可计算出BOG加热器流量。LNG储存温度为-163℃，即BOG温度约为-163℃，为确保设备安全，要将BOG加热到15℃。依据流量和温度能够确定BOG加热器规格。回收BOG经过调压、计量、加臭后能够直接进入管网，假如用户用气非连续则需要设置BOG储罐进行储存。
5、紧急放散工艺
EAG是英文Escape Air Gas缩写，即紧急放散天然气。低温系统安全阀放空全部是低温气体，在大约-113℃以下时，天然气重度大于常温下空气，排放不易扩散，会向下积聚。所以需设置一台空温式放散气体加热器，放散气体先经过该加热器，经过和空气换热后天然气比重会小于空气，高点放散后将轻易扩散，从而不易在靠近地面处形成爆炸性混合物。
6、LNG储罐
LNG贮罐（低温贮罐）是LNG贮藏设备，现在绝大部分100 m³立式LNG储罐最高工作压力为O．8 MPa。根据GB 150《钢制压力容器》要求，当储罐最高工作压力为0．8 MPa时，可取设计压力为0．84 MPa，储罐充装系数为最高为0．95通常取0.9。
LNG储罐特殊性：大容量LNG贮罐，因为是在超低温状态下工作（-162℃），所以和其它石油化工贮罐相比含有其特殊性。同时在运行中因为贮藏LNG处于沸腾状态，当外部热量侵入时，或因为充装时冲击、大气压改变，全部将使贮存LNG连续气化成为气体，为此运行中必需考虑贮罐内压力控制、气化气体抽出、处理及制冷保冷等。
另外，LNG贮罐安全阀、液面计、温度计、进出口管伸缩接头等隶属件也必需要耐低温。贮罐安全装置在低温、低压下，也必需能可靠起动。
LNG储罐是气化关键设备，其绝热性及密封性好坏直接影响到LNG蒸发和泄漏速度，即LNG损耗速度和使用率。储罐性能参数关键有真空度、漏率、静态蒸发率。作为低温容器，LNG储罐必需满足国家及行业标准中相关技术要求。储罐真空封结度反应储罐真空性，但真空度随时间推移而降低；储罐漏率影响储罐真空寿命，即储罐真空度改变速度；静态蒸发率则能够较为直观反应储罐在使用时保冷性能。以一台50m3储罐为例说明：
（1）漏率1x10-9Pa.m3/s。
（2）静态蒸发率0.3%/d。一台50m3LNG储罐装满LNG时，在不使用情况下，完全蒸发需要近十二个月时间。
四、LNG供气装置介绍
1、储罐容量：10~20m3，
供气能力：200~500Nm3/h或更高

设备
配

置

LNG低温储罐
空温气化器
储罐自增压系统
安全放散系统
其它阀门及隶属配件
卸车自增压撬
水浴电加热器
调压器
流量计
加臭系统
自控仪表系统

工艺步骤图

图5 工艺步骤图
2、储罐容量：1~5m3
供气能力：100~200Nm3/h

设备
基
本
配
置
储罐
充装系统
空温气化器
储罐自增压系统
安全放散系统
其它阀门及隶属配件 

选装配置
水浴电加热器
调压器
流量计
加臭系统
自控仪表系统

工艺步骤图

图6工艺步骤图
小型LNG供气装置可依据场地灵活部署，适应性强，占地小，适用管道气无法抵达工业、居民等用户。